Mecânica
Escolha o assunto e comece seus estudos!
“Se eu vi mais longe, foi por estar sobre ombros de gigantes.”
Isaac Newton
Dinâmica
LISTA 19 – LEIS DE NEWTON III – FORÇA ELÁSTICA
01. (UFU-MG) O tiro com arco é considerado um esporte olímpico desde a realização da segunda Olimpíada em Paris, no ano de 1900. O arco é um dispositivo que converte energia potencial elástica, armazenada quando a corda do arco é tensionada, em energia cinética, que é transferida para a flecha.
Num experimento, medimos a força F necessária para tensionar o arco até certa distância x, obtendo os seguintes valores:
O valor e a unidade da constante elástica, k, do arco são:
a) 16 m/N
b) 1,6 kN/m
c) 35 N/m
d) 5/8 · 10–2 m/N
02. (UNESP) O equipamento representado na figura a seguir foi montado com o objetivo de determinar a constante elástica de uma mola ideal. O recipiente R, de massa desprezível, contém água; na sua parte inferior, há uma torneira T que, quando aberta, permite que a água escoe lentamente com vazão constante e caia dentro de outro recipiente, B, inicialmente vazio (sem água), que repousa sobre uma balança. A torneira é aberta no instante t = 0 e os gráficos representam, em um mesmo intervalo de tempo (t), como variam o comprimento L da mola (gráfico 1), a partir da configuração inicial de equilíbrio, e a indicação da balança (gráfico 2).
Analisando as informações, desprezando as forças entre a água que cair no recipiente B e no recipiente R e considerando g = 10 m/s2, é correto concluir que a constante elástica k da mola, em N/m, é igual a:
a) 120
b) 80
c) 100
d) 140
e) 60
03. (UFG-GO) Para proteção e conforto, os tênis modernos são equipados com amortecedores constituídos de molas. Um determinado modelo, que possui três molas idênticas, sofre uma deformação de 4 mm ao ser calçado por uma pessoa de 84 kg. Considerando-se que essa pessoa permaneça parada, a constante elástica de uma das molas será, em kN/m, de:
Dado: g = 10 m/s2
a) 35,0
b) 70,0
c) 105,0
d) 157,5
e) 210,0
04. Para a verificação experimental das leis da dinâmica, foi montado o esquema a seguir. Nele, o atrito é desprezado, o fio, a mola e as polias são ideais. Os corpos A e B encontram-se em equilíbrio quando a mola M, de constante elástica k = 200 N/m, está distendida de 5,0 cm. Qual a massa do corpo A?
05. Na figura a seguir, temos dois blocos, A e B, de massas respectivamente iguais a mA = 4,0 kg e mB = 6,0 kg, que deslizam, sem atrito, em uma superfície plana e horizontal, sob ação de uma força horizontal e constante e de intensidade F. Os blocos estão ligados por fios ideais a um dinamômetro também ideal (massa desprezível), calibra- do em newtons.
Não considere o efeito do ar e admita que os blocos têm uma aceleração horizontal, para a direita, constante e de módulo igual a 2,0 m/s2. Julgue os itens a seguir.
1. A força tensora no fio (1) tem intensidade igual a 12 N.
2. O valor de F é 20 N.
3. Como o dinamômetro tem massa desprezível, as forças que tracionam os fios (1) e (2) têm intensidades iguais.
4. O dinamômetro indica 12 N.
06. Em uma aula experimental foi utilizado um dispositivo para determinar a massa M de um pacote. Esse dispositivo consiste de uma mola ideal de constante elástica K = 300 N/m à qual está presa uma haste horizontal que aponta para uma posição em uma régua vertical graduada em centímetros. Com a mola livre e relaxada, a haste aponta para a marca de 34 cm e, com o pacote pendurado na mesma mola e em equilíbrio, a haste aponta para a marca de 58 cm.
Adotando g = 10 m/s2, a massa M do pacote será igual a
(A) 17,4 kg.
(B) 3,6 kg.
(C) 12,8 kg.
(D) 7,2 kg.
(E) 10,2 kg.
07. (FAMERP 2023) A figura 1 mostra um objeto de peso 5,0 N preso, por meio de um fio que passa por uma roldana, a uma das extremidades de uma mola que tem a outra extremidade presa, por meio de outro fio, a uma parede vertical, situação na qual essa mola se distende 10,0 cm. A figura 2 mostra dois objetos, cada um com peso igual a 5,0 N, presos às extremidades opostas dessa mesma mola por meio de dois fios que passam por duas roldanas.
Sabendo que as massas da mola e dos fios são desprezíveis, que nas duas situações os sistemas encontram-se em equilíbrio e que o eixo longitudinal da mola encontra-se na direção horizontal, na situação mostrada na figura 2, essa mola distende-se
(A) 10,0 cm.
(B) 5,0 cm.
(C) 7,5 cm.
(D) 15,0 cm.
(E) 20,0 cm.
08. (EEAR) Quatro molas ideais, A, B, C e D, com constantes elásticas respectivamente, kA = 20 N/m, kB = 40 N/m, kC = 2000 N/m e kD = 4000 N/m, estão presas, separadamente, ao teto de um laboratório por uma das suas extremidades. Dentre as quatro molas, determine aquela que ao ser colocado um corpo de massa igual a 40 kg, na sua extremidade livre, sofre uma deformação de exatamente 20 cm. Considere o módulo da aceleração da gravidade no local igual a 10 m/s2 e que as molas obedecem à Lei de Hooke.
A) A
B) B
C) C
D) D
09. (PUC) A mola da figura tem constante elástica 20 N/m e encontra-se alongada de 20 cm sob a ação do corpo A cujo peso é 5,0 N.
Nessa situação de equilíbrio, a balança, graduada em newtons, marca:
a) 1,0 N
b) 2,0 N
c) 3,0 N
d) 4,0 N
e) 5,0 N
10. (FUVEST) Um corpo C de massa igual a 3,0 kg está em equilíbrio estático sobre um plano inclinado, suspenso por um fio de massa desprezível, preso a uma mola fixa ao solo, como mostra a figura.
O comprimento natural da mola (sem carga) é L0 = 1,2 m e, ao sustentar estaticamente o corpo, ela se distende, atingindo o comprimento L = 1,5 m. Os possíveis atritos podem ser desprezados. A constante elástica da mola, em N/m, vale, então:
a) 10
b) 30
c) 50
d) 90
e) 100
Respostas
1- B
2- A
3- A
4- 1 kg
5- V, V, V. V
6- D
7- A
8- C
9- A
10- C
